专利名称：印刷台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种印刷台。特别地，本发明涉及一种用于高速印刷和高速多层印刷操作的模块化印刷台。
背景技术：
本发明的印刷台设计为用于与高速多格式整理机一起使用。
多层印刷操作用于生产例如报表、发票和托运单等项目。一个多层文件被使用且它可能包含若干层，所述层具有共同的印刷项目以及层与层之间的不同信息。为了便于对这样的文件进行处理，格式整理机(formcollator)非常便利地被使用。
本发明提供一种印刷台，该印刷台可与高速纸处理设备结合在一起使用，以进行高速印刷。本发明的印刷台既适用于对单层的单独项目的印刷，也可以用于很容易地在多层纸流上同时进行印刷。
发明概述因此，根据本发明的第一个方面(其既不是最宽的也不是本发明的唯一方面)，提供一种印刷台，其特征在于，包括一个支撑基架、一个可调整地安装到所述台上的承载臂和一个基座单元；一个安装到承载臂上的印刷单元，所述印刷单元具有一个保持一个或更多印刷头的印刷头阵列，所述承载臂进一步支撑一个油墨供应系统，所述油墨供应系统被布置成使得其相对于印刷头阵列处于恒定的水平(或高度)。
优选地，所述基架具有一个基座单元，其既可以适于安装到地面上，也可以可调整地安装到一个轨道系统上以便与一个多路纸处理设备联合使用。
在这种设计中，其可以将多个印刷台安装到一个轨道上，并且将轨道系统合并到一个采用已知的纸处理设备的多层印刷机中。
在一个优选实施例中，各印刷台具有一个安装到纸处理设备上的相关印刷台接收组件。一系列的纸张承载辊将纸张导向处于一个伸出的操作位置上的印刷头，并且保持纸张的流动速度、张力以及与印刷头阵列对齐。
典型的纸处理设备可以包括用于生产出最终的印刷、剪切并整理过的产品的胶合和剪切设备。
将上述设备与专门的数字印刷软件结合可以用于向各印刷台单独地提供印刷信息，从而可以在保持于一个纸处理整理机上的多层纸张的每一层上印刷可变的信息。这种软件又将流向各印刷头阵列的信息分离成导向各印刷头的分离数据包，从而使该阵列产生所需的印刷结果。
在一个特别的优选实施例中，开发出允许用户创建和编辑所需用于打印的文件信息的软件，该软件对信息进行处理，以便产生一个在各张和多张单据上具有固定和可变信息的多层输出。在我们的一个未审结专利申请即国际专利申请WO 01/12444中描述了这种类型的软件。
优选地，该印刷头阵列安装成使得其能够在待印刷区上以相对较高的质量进行印刷。通过合并成一个印刷头阵列，与更为熟知的在待打印区上扫描的印刷头相比，可以用一个静态的印刷头获得一个很宽的印刷区域。数据处理软件帮助确保向阵列中的各印刷头提供正确的印刷指令。
在本发明的一个实施例中，一个印刷头阵列包括一个印刷头阵列组装板，它适于保持由4×5列的交错印刷头组成的20个印刷头的阵列，各印刷头与印刷方向正交设置。这样的阵列可以产生260dpi的图像质量。
在一个替代实施例中，一个由可达20个印刷头构成的印刷头阵列与印刷方向成一角度地设置成4×5列。这样的阵列可以产生285dpi的更为清晰的图像。
在每种情况下，各印刷头与各自的印刷头承载件相关联，所述印刷头承载件用于将印刷头安装到印刷头阵列组装板上。这种设计将印刷头紧固定位，并且能够在需要时不丢失位置信息地拆卸和更换印刷头。
优选地，该印刷头可以在操作位置和升高的清理位置之间运动。该印刷台具有一个与印刷头阵列连接的关联空气提升机构，以使提升过程更为方便。
所述对印刷头的油墨供应件承载在承载臂上。在一个优选实施例中，该油墨供应件包括一个第一油墨供应储存器，所述第一油墨储存器与一个第二油墨供应储存器液体连通；与第一和第二油墨供应储存器连接、使油墨从第一油墨供应储存器向第二油墨供应储存器流动的泵装置，所述第二油墨供应储存器用于向印刷头供应油墨。
优选地，第二油墨供应储存器包括一个入口室，从第一油墨供应储存器而来的油墨被接收于其中；一个出口室，该出口室具有多个出口，各出口适于向各印刷头供应油墨。
所述入口室和出口室布置成使得可以在使用过程中将出口室中的液体保持在恒定的水平或高度。
通过确保出口室中的油墨的恒定水平或高度，可以保持各印刷头中的油膜压力和流速。因此，在印刷头阵列的范围内可以产生均匀的印刷质量。
现在将参照附图以举例的方式详细说明本发明，其中图1表示根据本发明的第一个方面的印刷台的正视图；图2表示图1中的印刷台的透视图；图3表示图1中的印刷台的印刷单元；图4表示第一印刷头阵列组装板的平面图；图5表示印刷头、承载件和图4的印刷头阵列组装板的布局；图6表示第二印刷头阵列组装板的平面图；图7表示图6中的印刷头阵列组装板的平面图；图8表示一个适于与图4和图6的印刷头阵列组装件一起使用的印刷头清理单元；图9示出了从下方看到的图3中的印刷单元；图10表示图1中的印刷台的油墨供应系统的一部分的透视图；图11表示图10中的油墨供应储存器的平面图；图12表示图11中的储存器的侧向剖视图；图13表示图11中的油墨储存器的剖视图；图14示意性地示出与一个整理机结合的图1的印刷台；图15表示安装用于多层印刷操作的根据本发明的印刷台的布局的一部分；以及图16表示结合有一个替代的油墨供应布局的根据本发明的印刷台。
优选实施例的说明图1和2表示一个根据本发明的第一个方案的印刷台10。该印刷台的各种结构零件表示在图3-13中，并且在图14-16中表示一个结合有该印刷台10的多层印刷机。附图中总体表示的是一个印刷台10，它包括一个支撑基架12和一个安装在该基架12上的承载臂14。该承载臂14在一侧保持印刷单元16，并且在相对侧保持印刷油墨供应系统18。
该支撑基架12包括一个从基座单元22上竖立起来的支柱20。该基座单元22适于通过任何便利的装置(在本实施例中利用螺栓)安装到地面上。在这种安装方式中，印刷台10的位置大体上是固定的。如图14和15所示，该基座单元也可以安装到一个轨道24上。在图14和图15所示的位置上，通过将轨道中的直立轨道元件置于对应的基座单元22的下表面中的凹槽中，该基座单元22可滑动地位于轨道24上。通过将基座元件22用锁定手柄26锁定来保持印刷台10相对于轨道24的所需位置。
立柱20包括一对间隔的槽28，所述槽28沿立柱20的长度延伸。连接板27在其一侧上具有一对间隔的滑动件29，滑动件29滑动配合到槽28中并且可在其中滑动。承载臂14位于滑动件29相对侧的连接板上。因此，该承载臂14可以沿立柱20的长度方向运动到任何所需的高度。
如图2详细表示的那样，承载臂14的垂直位置被一个锁定机构30固定。为了固定承载臂14的位置，采用调节螺栓32对所述臂定位，并且锁定螺母34相对于板36被固定，以便锁定该臂14。
印刷单元16的油墨供应系统18被锁定到所述臂14上，该臂14可相对于立柱20滑动。通过同时将印刷单元16和油墨供应系统18锁定到承载臂14上，可以使这两个单元的相对高度保持恒定。
印刷单元16包括一个由侧壁42和后撑41限定的壳体40。一个印刷头阵列组装板44作为用于印刷单元16的基座。如可以从图2看出的那样，各个侧部构件42的内表面包括一对导向通道46。该导向通道46接收带有用于向印刷机提供信息的所需电子硬件的印刷线路板48。该线路板48和相关的部件可以从图3中看到。图3中还表示出了一个用于在清理过程中收集过剩油墨的托盘50。
印刷头阵列组装板44用于保持多个印刷头54。
该印刷头阵列组装板44可以采用两种形式。第一种形式表示在图2、3、5和7中，第二种形式表示在图4和5中。在每种情况下，该板44包括一个其中具有孔52的阵列的板，各个孔52用于接收用于各印刷头54的座。孔52大体为矩形并且具有倒圆的边，以便牢固地容纳印刷头54。此外，在每种情况下，孔的阵列被布置成5×4的阵列，即，可以在各组装板44中最多放置20个印刷头54。
在图4和5表示的板44的情况下，所述阵列大体与所述板相符，并且与纸流及穿过印刷单元16的印刷品的方向正交。阵列的各条线相对于每一侧上的线是交错的，以便确保跨越阵列的宽度进行完全的打印。与之相对照，在图2、3、6和7所示的板中的孔52的阵列被设置成与该板及通过单元16的印刷品的方向成大约45度。已经发现，通过略微旋转该阵列可以提高打印质量。
用于将印刷头54固定到各个孔52中的安装机构在各种情况下是相同的，并且在图5中详细示出。该印刷头54由螺栓58固定到一个印刷头承载件56上。该印刷头承载件56大体包括一个用螺栓58将印刷头54固定于其上的垫板。该印刷头54布置成印刷端面向下，并且略低于板44的高度，以便可以与板44以下的纸张接触从而进行印刷。图9示出了位于板44上的印刷头54。
该承载件56由穿过位于承载件56的各侧上的安装件60的螺栓(未示出)固定到板44上，并且连接到印刷头组装板44中的螺栓孔62中。如图3所示，从一个中央处理器而来的印刷信息通过各个柔性电缆64提供给各单独的印刷头54。此外，各印刷头54具有在入口68处连接到印刷头上的单独的油墨供应缆线66。
位于承载臂锁定机构30之上的是一个气动锤38，该气动锤38用于在印刷单元16中抵靠锁定位置提升印刷头阵列和组装板44。
气动锤38允许将单元16提升到高出纸张高度25mm，以用于进行清理。该气动锤38由开关40启动。因此，该气动锤允许印刷头54向上微量运动，以便允许对纸张定位和调节并清理印刷头，而同时完全不改变承载臂的停止位置，并且因此不改变纸张、印刷头54的阵列和油墨供应系统的相对印刷位置。因此，印刷头暂时的运动不改变从印刷单元16而来的印刷强度。随着任何印刷头的清理或纸张的调整的完成，当气动锤压力已经被消除时，印刷头返回到设定位置上，并且因此设定值未发生变化。
油墨供应缆线66连接到位于承载臂14的相对侧上的油墨供应系统18上。该缆线66连接到一个油墨供应储存器70中的出口上。
该油墨供应系统18包括一个安装在基座单元22上的第一油墨供应储存器72。该第一油墨供应储存器具有两个最靠上的开口，即一个出口74和一个返回入口76。该第一油墨供应储存器72还设有一个通气阀78，该通气阀78用于当其逐渐缩回时允许空气进入到储存器72中，从而可以在储存器72中保持一个均匀的压力。一个供应管线80从出口74伸出，该供应管线80向上通至一个保持在一个壳体84中的泵82。该泵82是一个隔膜泵，其能够产生均匀的墨流。在操作条件下，该泵82产生一个从储存器72通过该泵的墨流。在泵82的流出侧是一个从油墨中去除不需要的颗粒的串联式过滤器86。该过滤器被选择成用于去除所有大于4微米的颗粒物质。
供应管线80通过其基座进入最上面的油墨供应储存器70。在图10-13中更清楚地表示出了上油墨供应储存器70。
该储存器70被内隔板分成多个独立的室。一个入口室88与供应管线80流体连通并且由供应管线80供料。该入口室88位于储存器70的一侧，并且在其中保持充足的油墨量。该室被设计成允许在其中对油墨进行沉淀和稳定处理，消除油墨的气泡和紊流。从室88而来的油墨穿过内隔板90进入到出口室92中。进入出口室92的油墨被稳定并均匀地流动。
出口室92在其基座上包含多个出口94。出口94是分别具有与其相连的油墨供应缆线66的龙头。因此各印刷头54具有从储存器70而来的独立供给。可以看出，出口94均是水平排列的。出口室92经由溢流隔板98连接有一个溢流室96，该溢流室96为两个室共有。一个返回管线99使油墨从溢流室返回到第一油墨供应储存器70。
在使用中，储存器70中的油墨保持在一个确保出口室总是充满的水平，以确保出口94上的印刷头压力均匀，并且最终确保油膜均匀地流向印刷头。如前面提到的那样，同时承载于承载臂14上的印刷头54和油墨供应储存器70在印刷操作过程中保持恒定的相对高度。因此，对于各个印刷头54的油墨流动特性是相同的，从而可对印刷区域的整个宽度进行均匀的印刷。
油墨供应储存器装有一个与通气阀100结合的盖。
图14和15表示印刷台10是如何安装以用于高速多层印刷操作的。该印刷台10安装在轨道24上的一个已知的多层格式整理机102的接近侧。该轨道24为大体呈l形的梁，并且包括一对间隔的最上部线性轨道元件103。轨道元件103在基座单元22的下侧中开有凹槽105，并且因此印刷台10可以沿着轨道元件运动。该印刷台10通过在轨道24上移动并且用锁定手柄26锁定来定位，所述锁定手柄26相对于轨道元件进行锁定。通过用锁定机构30改变承载臂14的高度来调节印刷单元16和油墨供应储存器70的高度。
为了对印刷单元和印刷头初始化，该系统通过关闭从第二储存器70而来的油墨返回阀104并打开通气阀100充入油墨。启动泵82，产生一个进入储存器70的墨流并且最终进入出口94，通过油墨供应缆线66并进入印刷头54。在印刷操作过程中，通过在所有时间内确保出口室92被充满至溢流到溢流室96的点，从而保持印刷头的恒定印刷头压力。
一组张力辊106、108、110和112安装到整理机102后方。所述辊子被间隔开，以便允许印刷单元16移动到图14中所示的辊子之间的位置上。为了清楚起见，整理机102通常的纸处理操作被省略。然而，应当理解，向所述辊子的所述纸流持续进行，以便在逆时针方向上将纸张导向张力辊106、108和110的的外表面。当纸张绕过辊子110时，纸张被立即导入印刷头54之下的印刷单元16的基座。
当在各独立的印刷头中通过各数据缆线接收数据时，印刷头阵列产生一个印刷流。待打印的纸张被传递给辊子112并返回到整理机102的纸列。
同时，在安装于轨道24上的各印刷台10上进行如上所述的印刷操作。当被印刷的层被输送给纸列时，整理机102收集所述层，利用其通常的功能进行在线胶合和剪切。印刷台10与格式整理机及辅助的操作软件的结合，产生一个在各层上同时具有固定和可变信息的多层产品。
在仅印刷一层的情况下，需要将一个单一的印刷台固定到任何方便、平稳的表面上，并优选固定到与纸处理设备相邻的地面上。
当需要维修油墨供应件时，或者当由于一些原因油墨供应中断时，可以利用冲洗技术或通过真空技术对印刷头进行清理。在冲洗该系统时，返回阀被关闭，以便允许油墨被泵送过印刷头54，如前面所述，任何过剩的油墨将被收集到托盘50中。还可以在一个不起毛的布上收集暴露式的印刷头的任何过剩的油墨。
图8所示的替代的真空清理工具114可以独立清理印刷头54。该工具114包括一个连接到一个真空管线118上的开口116。该真空管线118使该真空单元120位于立柱20的左手侧。通过将开口加在印刷头上并加压产生真空，可以清理印刷头54。
图16中表示出了一个包含一个替代的油墨供应装置的印刷台10。
在这种情况下，印刷台10设有一个安装在一个升高到印刷单元16之上的位置上的第一油墨储存器122。该供应储存器与一个第二储存器124流体连通并向其供应油墨。油墨供应缆线66从第二储存器124供给。该系统充入油墨，并且墨流主要在重力的影响下流向印刷头54。
已经参照附图所示的实施例对本发明进行了说明。附图仅用于解释目的，并不起限定本发明的形式的作用。实际上，可以实现具有本发明特征的印刷台的多种布局。对于本领域技术人员而言，显而易见的是，本发明的各种变型均包括在本发明的范围内。
权利要求
1.一种印刷台，其特征在于，包括一个支撑基架(12)、一个可调整地安装到所述台上的承载臂(14)和一个基座单元(22)；一个安装到承载臂上的印刷单元，所述印刷单元具有一个保持一个或更多印刷头(54)的印刷头阵列(44)，所述承载臂进一步支撑一个油墨供应件(18)，所述油墨供应件设置成使得其相对于印刷头阵列处于恒定的水平。
2.如权利要求1所述的印刷台，其特征在于，该支撑基架具有一个适于安装到地面上的基座单元。
3.如权利要求1所述的印刷台，其特征在于，该支撑基架可调整地安装到一个轨道系统(24)上，以便与一个多路纸处理设备联合使用。
4.如权利要求3所述的印刷台，其特征在于，通过使轨道的直立轨道元件(103)置于基座单元的下表面上的相应凹槽(105)中，基座单元可滑动地位于轨道上。
5.如权利要求3或4所述的印刷台，其特征在于，通过用锁定手柄(26)锁定基座单元，保持基座单元相对于轨道的位置。
6.如前述任何一项权利要求所述的印刷台，其特征在于，承载臂的高度是可调节的。
7.如前述任何一项权利要求所述的印刷台，其特征在于，支撑基架包括一个或多个槽(28)，所述槽(28)沿着立柱的长度延伸，所述承载臂可滑动地安装在所述槽中。
8.如权利要求7所述的印刷台，其特征在于，一个连接板(27)在其一侧上具有一对间隔的滑动件(29)，该承载臂位于滑动件相对侧的连接板上，其中，滑动件滑动配合到所述槽中，并且可在其中滑动，从而该承载臂和连接板可在该槽中滑动。
9.如权利要求1所述的印刷台，其特征在于，支撑基架上的承载臂的垂直位置由一个锁定机构(30)锁定，该锁定机构(30)包括一个用于定位承载臂和锁定螺母(34)的调节螺栓(32)，所述锁定螺母(34)相对于一个板(36)固定，从而将承载臂锁定到一个选定的位置上。
10.如权利要求1所述的印刷台，其特征在于，该印刷单元可以在一个伸出的操作位置和一个缩回位置之间运动，其中，在所述伸出位置上，所述印刷单元被接收到一个印刷台中，所述印刷台包括多个纸承载辊(106、108、110和112)，所述辊将纸流导向处于伸出位置上的印刷头，并且保持纸流的速度、张力并与印刷头阵列对齐。
11.如权利要求1所述的印刷台，其特征在于，印刷单元包括一个适于保持印刷头阵列的壳体和一个关联电路，其中，所述印刷头阵列包括一个适于在一个5×4的阵列中保持最多20个印刷头的印刷头组装板(44)。
12.如权利要求11所述的印刷台，其特征在于，该印刷头组件包括一个板，该板中具有孔(52)的阵列，各孔(52)用于作为各个印刷头的接收座。
13.如权利要求12所述的印刷台，其特征在于，印刷头组装板中的孔设置成使得该板中的印刷头与印刷方向正交对齐。
14.如权利要求12所述的印刷台，其特征在于，印刷头组装板中的孔被设置成使得该板中的印刷头被设置成与印刷方向成25-65度的角度。
15.如权利要求12-14中任何一项所述的印刷台，其特征在于，各印刷头被固定在一个印刷头承载件(56)上，而印刷头承载件(56)又固定在印刷头组装板中的孔内。
16.如权利要求15所述的印刷台，其特征在于，各印刷头承载件包括一个印刷头安装于其上的垫板，以便将印刷头面朝下地固定到印刷头组装板上，并且略微低于所述板，以便印刷头可以与所述板之下的纸张接触，以进行印刷。
17.如权利要求16所述的印刷台，其特征在于，印刷组装板和其中的各印刷头可以在一个操作位置和一个升高的清理位置之间运动。
18.如权利要求17所述的印刷台，其特征在于，该印刷台具有一个与印刷头阵列可操作地连接的关联气动提升机构，以便于提升印刷头。
19.如权利要求1所述的印刷台，其特征在于，各印刷头具有一个在印刷头中的入口孔(68)处连接到一个印刷头上的独立的油墨供应缆线(66)，所述油墨供应缆线与油墨供应系统流体连通。
20.如权利要求1所述的印刷台，其特征在于，该油墨供应系统包括一个第一油墨供应储存器(72，122)，所述第一油墨储存器与一个第二油墨储存器(70)流体连通，以便能够从第一油墨供应储存器向第二油墨供应储存器提供油墨，所述第二油墨供应储存器用于向印刷头供应油墨。
21.如权利要求20所述的印刷台，其特征在于，一个泵装置(82)与所述第一和第二油墨供应储存器相连，所述泵装置可选地包括一个串联式过滤器，并且用于从第一油墨供应储存器向第二油墨供应储存器提供油墨。
22.如权利要求20所述的印刷台，其特征在于，油墨从第一油墨供应储存器向第二油墨供应储存器的流动是在重力的作用下进行的。
23.如权利要求20-22中任何一项所述的印刷台，其特征在于，第二油墨供应储存器包括一个接收从第一油墨供应储存器而来的油墨的入口室(88)以及一个出口室(92)，该出口室具有多个出口(94)，各出口与连接在一个印刷头上的各油墨供应缆线(66)流体连通，该入口室和出口室由一个第一隔板(90)分隔开，从而允许在入口室中稳定油墨，以便消除其中的气泡和紊流，稳定的油墨从入口室流过内隔板进入出口室，从而有利于油墨均匀地从出口室流入油墨供应缆线。
24.如权利要求23所述的印刷台，其特征在于，出口室经由一个溢流隔板(98)与一个溢流室(96)相连，溢流隔板(98)被两个室共用，从而出口室中的油墨流过溢流隔板，以便将出口中的油墨保持在恒定的水平，溢流室与第一油墨供应储存器流体连通，以便能够使溢流室中的油墨返回第一油墨供应储存器中。
25.一种印刷系统，其特征在于，多个如权利要求2-24中任何一项所述的印刷台设置在一个单轨系统上，以与已知的格式整理设备联合使用。
全文摘要
一种印刷台(10)，包括一个支撑基架(12)、一个可调节地安装到所述台上的承载臂(14)和一个基座单元；一个安装到承载臂上的印刷单元，该印刷单元具有一个保持一个或多个印刷头(54)的印刷头阵列(44)，所述承载臂进一步支撑一个油墨供应件(18)，所述油墨供应件设置成使得其相对于印刷头阵列保持恒定的水平。印刷台被设计成一个独立的装置或者与一个单轨系统结合使用，在所述单轨上安装有多个印刷台，并且采用已知形式的整理设备对印刷头阵列进行定位，用以在多纸流印刷操作中在各纸流上进行印刷。
文档编号B41J2/175GK1426355SQ01808598
公开日2003年6月25日 申请日期2001年5月18日 优先权日2000年5月18日
发明者加里·休伊特 申请人:米科影像系统有限公司